一种前后墙对冲锅炉

1.本实用新型属于锅炉技术领域，具体涉及一种前后墙对冲锅炉。


背景技术：

2.煤电是我国主要电力来源，煤炭的高效清洁燃烧在实现节能减排和“碳中和”方面意义重大。
3.目前，国内燃煤电厂针对不同煤种采用了不同的锅炉形式，其中便包括前后墙对冲型锅炉。实际应用时，前后墙对冲锅炉大多采用旋流式燃烧器，燃烧器在炉体前后两侧相向布置，煤粉由气流携带至炉膛发生升温、着火、燃尽过程，由于前后墙对应位置燃烧器相向喷出，前后燃烧器火焰在炉膛中间区域对冲形成高温区，对煤粉燃尽有利。此外，燃烧器在水平方向上并列布置，相互独立，使得烟气气流在水平方向分布均匀，相比切圆锅炉能较好的控制烟温偏差。
4.通常情况下，前后墙对冲锅炉燃烧器在水平方向燃尽性能差异来源于风箱内风压的分配不均造成的配风不均，燃尽性能的水平差异可以通过改变燃烧器各自的风门开度进行优化。然而，燃烧器在竖直方向上的燃尽性能差异目前没有较好的解决方案，由于目前国内低nox燃烧技术的广泛应用，空气分级被普遍采用，燃尽风的份额提升并且设置在流动的下游区域(既炉膛主燃区的上部区域)喷入，这导致上层燃烧器煤粉优先接触燃尽风，因此上层燃烧器煤粉的燃烧条件较好，而下层燃烧器煤粉的燃烧条件则相对较差，使得下层燃烧器煤粉的燃尽率均低于上层燃烧器煤粉，造成整体锅炉的燃烧效率降低，制约了前后墙对冲锅炉煤粉的燃尽率提高。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种前后墙对冲锅炉，能有效调整炉膛的供氧分布，改善炉膛底部的空气动力场，提升锅炉底部燃烧器煤粉的燃尽率，改善锅炉整体的燃煤效率。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种前后墙对冲锅炉，包括呈箱型的炉体，所述炉体的炉膛前墙和炉膛后墙上均设置有第一位置区域和第二位置区域；
7.所述第一位置区域对应炉膛还原区设置，并对应设置有若干燃尽风喷口；所述第二位置区域位于所述第一位置区域的下方，其对应炉膛主燃区设置，并对应设置有多个一次风喷口和多个二次风喷口；且
8.各所述第二位置区域下方的炉体墙面上还设置有若干补风喷口，用于在炉膛底部进行补充送风。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述补风喷口在炉体上倾斜设置，使得其出风口斜向上指向所述炉膛主燃区。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述补风喷口轴线与炉体横截面之间的夹角为0～45
°
。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述补风喷口对应炉体内燃烧器设置，且对应各所述燃烧器设置有至少一个补风喷口。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述补风喷口的出风口与之对应的燃烧器在炉体轴向上对正。
13.作为本实用新型的进一步改进，自所述补风喷口喷入的燃尽风风量占总风量的5％～20％。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述补风喷口的出口风速为40～80m/s。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述炉膛前墙与所述炉膛后墙上的喷口对称设置。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述炉体的底部设置有呈锥形的灰斗，其顶部与炉膛前墙、炉膛后墙和炉膛侧墙的底部匹配连接；且所述补风喷口设置在炉膛前后墙与所述灰斗的连接位置。
17.作为本实用新型的进一步改进，所述一次风喷口和所述二次风喷口一一对应，且所述一次风喷口与所述二次风喷口同轴设置。
18.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
19.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
20.(1)本实用新型的前后墙对冲锅炉，其通过在炉膛前后墙的墙面底部对应炉膛主燃区对应设置多个补风喷口，使得部分燃尽风可以通过补风喷口通入，从而对下层喷出的煤粉形成托举作用，降低前后墙对冲锅炉底部渣量的同时，有效改善下层燃烧器煤粉的供氧环境，使下层燃烧器煤粉的燃烧情况有效改善，提升前后墙对冲锅炉的整体燃尽率，减少能源的浪费；
21.(2)本实用新型的前后墙对冲锅炉，其通过优选补风喷口的设置形式以及补风喷口中燃尽风的设置参数，可以进一步提升燃尽风的利用效率，提升炉膛底部煤粉的燃尽效率，减少炉底灰渣的累积，改善前后墙对冲锅炉的使用效果，提升前后墙对冲锅炉应用的经济性和环保性；
22.(3)本实用新型的前后墙对冲锅炉，其结构简单，设置简便，能有效改善下层燃烧器的煤粉燃尽特性，实现煤粉的有效燃烧，提高前后墙对冲锅炉的总燃尽率，并减少氮氧化物排放量和炉底灰渣量，提升前后墙对冲锅炉的环保效益，具有较好的实用价值和推广价值。
附图说明
23.图1是本实用新型实施例中前后墙对冲锅炉的结构示意图；
24.图2是本实用新型实施例中前后墙对冲锅炉的侧面结构示意图；
25.图3是本实用新型实施例中前后墙对冲锅炉的局部结构放大图；
26.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
27.1、炉顶；2、炉膛侧墙；3、炉膛前墙；4、燃尽风喷口；5、二次风喷口；6、一次风喷口；7、炉膛还原区；8、炉膛主燃区；9、补风喷口；10、主燃区底墙；11、灰斗；12、炉底；13、炉膛后墙；α、补风喷口的轴线偏转角度。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.实施例：
34.请参阅图1～图3，本实用新型优选实施例中的前后墙对冲锅炉呈竖向延伸的箱式炉体，其顶部设置有炉顶1，并通过一对炉膛侧墙2与炉膛前墙3、炉膛后墙13围成主体结构，并在箱体结构的底部设置有呈锥形的灰斗11，该灰斗11的底部形成炉底12。
35.具体而言，优选实施例中箱体结构的横截面呈方形，且炉内对应安装有一定数量的燃烧器。同时，根据煤粉的燃烧特性，炉内空间被至少分隔为炉膛还原区7和炉膛主燃区8，炉膛还原区7处于炉膛主燃区8的上方。
36.进一步地，优选实施例中锅炉的燃烧形式为煤粉由前后墙喷出后在炉膛中部对冲燃烧，即所谓的“前后墙对冲锅炉”。
37.相应地，在锅炉的炉膛前后墙上分别对应相应的燃烧区划分有不同的位置区域，以用于不同喷口的设置。其中，在炉膛前墙3和炉膛后墙13上，分别对应炉膛还原区7设置有燃尽风喷口4。在优选实施例中，燃尽风喷口4为间隔设置的多个，例如图1中呈阵列布置的两排。显然，根据实际工作的需要，燃尽风喷口4的设置数量、排布形式可以对应变换，只要满足实际使用需求即可。
38.进一步地，优选实施例中对应炉膛主燃区8还在炉膛前墙3和炉膛后墙13上分别设置有多个一次风喷口6和多个二次风喷口5，且一次风喷口6和二次风喷口5优选同轴设置，组合成如图1、图2中所示的喷口形式。
39.显然，在实际设置时，由一次风喷口6和二次风喷口5组合而成的喷口单元在炉膛前后墙上为间隔设置的多个，进一步优选呈阵列分布，且各喷口单元分别对应炉膛主燃区8设置。
40.同时，为了改善前后对冲锅炉炉膛底部煤粉的燃烧特性，在喷口单元下方的炉膛前后墙(即主燃区底墙10)上分别设置有多个补风喷口9，用于在炉膛底部进行补充送风，以此促进下层燃烧器的煤粉燃烧，改善下层燃烧器煤粉燃尽特性，提高前后墙对冲锅炉的总燃尽率。另外，炉底补风能够利用炉膛底部的容腔来进行煤粉的有效燃烧，避免或者改善前后墙对冲锅炉炉膛对冲区域火焰温度过高而大量产生热力型氮氧化物的问题，进而使氮氧化物排放量降低，提升前后墙对冲锅炉的环保效益。此外，对前后墙对冲锅炉进行炉底供风将使得炉底煤粉托举力增加，促使煤粉离开炉膛底部区域，从而降低炉底灰渣量。
41.实际设置时，补风喷口9的安装位置位于炉膛前后墙墙面与灰斗11顶部的相接位置或者靠近该相接位置的墙面区域。同时，优选实施例中补风喷口9的供风口结构形式为直流风口或旋流风口。同时，补风喷口9的安装/设置数量优选为水平方向上燃烧器组数的整数倍，即对应一个燃烧器组设置的补风喷口9可以为成组的多个。另外，当对应一组燃烧器设置的补风喷口9为多个时，多个补风喷口9的布置方式优选为水平布置或垂直布置，且一组补风喷口9的中心点与之对应的燃烧器中心线处于同一个竖向平面内。
42.优选地，采用旋流风口形式的补风喷口9其旋流方向与对应燃烧器的旋流方向相反。同时，优选实施例中补风喷口9优选呈倾斜设置，即其喷口的喷气方向并非垂直炉膛中心线，而是沿着向上方向偏转有角度α，即补风喷口9与炉体横截面之间的夹角为α，如图2、图3中所示。优选地，偏转角度α为0～45
°
，通过调整供风喷口的偏转角度α使得底部供风送至对冲高温火焰位置，起到炉底促燃作用。
43.进一步优选地，通过补风喷口9喷入的燃尽风风量占总风量的5～20％，且其吹入的补风具有一定的吹入刚度，具体体现为补风喷口9的出口风速为40～80m/s。
44.此外，炉膛前墙3和炉膛后墙13上的各喷口优选对称设置，即相应类型的喷口设置数量相同，设置形式相同，如图2中所示。
45.本实用新型中的前后墙对冲锅炉，其结构简单，设置简便，能有效改善下层燃烧器的煤粉燃尽特性，实现煤粉的有效燃烧，提高前后墙对冲锅炉的总燃尽率，并减少氮氧化物排放量和炉底灰渣量，提升前后墙对冲锅炉的环保效益，具有较好的实用价值和推广价值。
46.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。